1、作者：庞峻岭作者：庞峻岭 2008年年11月月第二章第二章 地质构造地质构造n第一节第一节 地质年代地质年代n第二节第二节 地质构造地质构造n第三节第三节 阅读地质图阅读地质图n第四节第四节 活断层活断层n第五节第五节 地震地震n古代，逐渐形成了关于天地万物起源的古代，逐渐形成了关于天地万物起源的“创世说创世说”n1543年哥白尼提出日心说以后，开始了对地球年哥白尼提出日心说以后，开始了对地球和太阳系起源问题的真正科学探讨和太阳系起源问题的真正科学探讨n1644年，笛卡儿提出太阳、行星和卫星是在宇年，笛卡儿提出太阳、行星和卫星是在宇宙物质涡流式的运动中形成的大小不同的旋涡里宙物质涡流式的运动中
2、形成的大小不同的旋涡里形成的形成的n1745年，布封提出一个巨量的物体，假定是彗年，布封提出一个巨量的物体，假定是彗星，曾与太阳碰撞，使太阳的物质分裂为碎块而星，曾与太阳碰撞，使太阳的物质分裂为碎块而飞散到太空中，形成了地球和行星飞散到太空中，形成了地球和行星n1755年，康德提出年，康德提出“星云假说星云假说”。1796年，法年，法国拉普拉斯提出另一种太阳系起源的星云假说。国拉普拉斯提出另一种太阳系起源的星云假说。n“康德拉普拉斯星云学说康德拉普拉斯星云学说” ：认为太阳系是由：认为太阳系是由星云本身的物质经自身的演变而逐渐形成的，没星云本身的物质经自身的演变而逐渐形成的，没能解释太阳与行星
3、之间的角动量分配问题能解释太阳与行星之间的角动量分配问题n“潮汐假说潮汐假说 ” ： 1916 年由吉恩兹提出。主张年由吉恩兹提出。主张炽热的原始太阳在与另一巨大星体接近时受吸力炽热的原始太阳在与另一巨大星体接近时受吸力或碰撞，使原始太阳抛出一股气流或团块，凝聚或碰撞，使原始太阳抛出一股气流或团块，凝聚成行星绕日旋转成行星绕日旋转n“ 俘获假说俘获假说 ”： 1946 年由施密特提出。认为年由施密特提出。认为旋转着的太阳在穿过一片暗星云时，便俘获了一旋转着的太阳在穿过一片暗星云时，便俘获了一部分气尘物质绕其旋转，并且相互聚集和碰撞，部分气尘物质绕其旋转，并且相互聚集和碰撞，使各个方向的轨道逐渐
4、平均化而趋于同一轨道平使各个方向的轨道逐渐平均化而趋于同一轨道平面，并按密度大小聚成行星和卫星面，并按密度大小聚成行星和卫星n“ 磁藕合假说磁藕合假说 ” ：60 年代霍伊尔和沙兹曼提出。年代霍伊尔和沙兹曼提出。要点是角动量是可以由带电粒子在磁场中运动的要点是角动量是可以由带电粒子在磁场中运动的方式来转移的方式来转移的n认为太阳系开始时是一团凝缩的星云，但温度并认为太阳系开始时是一团凝缩的星云，但温度并不高，转动并不快，转动速度因急剧收缩而加快，不高，转动并不快，转动速度因急剧收缩而加快，当这团星云的半径收缩到一定的程度，它的转动当这团星云的半径收缩到一定的程度，它的转动就达到不稳定的状态，两
5、极渐扁，赤道突出，物就达到不稳定的状态，两极渐扁，赤道突出，物质终于由此处抛出，形成一个圆盘。质终于由此处抛出，形成一个圆盘。n圆盘的质量只有太阳的百分之一。当中心体与圆圆盘的质量只有太阳的百分之一。当中心体与圆盘脱离后，继续收缩，不再分裂，最后形成太阳。盘脱离后，继续收缩，不再分裂，最后形成太阳。圆盘内物质则相互凝聚成了行星。圆盘内物质则相互凝聚成了行星。n星际空间存在着很强的磁场，太阳的热核反应发星际空间存在着很强的磁场，太阳的热核反应发出电磁辐射，使周围的气体云盘成为等离子体在出电磁辐射，使周围的气体云盘成为等离子体在磁场内转动，当太阳与圆盘脱离时，太阳与圆盘磁场内转动，当太阳与圆盘脱离
6、时，太阳与圆盘内缘就发生了电磁流体力学作用而产生一种磁致内缘就发生了电磁流体力学作用而产生一种磁致力矩，从而使太阳的角动量转移到圆盘上力矩，从而使太阳的角动量转移到圆盘上n由于角动量的增加，圆盘向外扩展，太阳不断收由于角动量的增加，圆盘向外扩展，太阳不断收缩。因失去了角动量而使其自转速度减慢缩。因失去了角动量而使其自转速度减慢n因为太阳辐射作用产生的太阳风推开了轻的物质，因为太阳辐射作用产生的太阳风推开了轻的物质，聚集成类木行星，较重的物质未能推走便在太阳聚集成类木行星，较重的物质未能推走便在太阳附近聚集成为类地行星附近聚集成为类地行星n形成原始地球的物质主要是上述星云盘的形成原始地球的物质主
7、要是上述星云盘的原始物质，其组成主要是氢和氦，它们约原始物质，其组成主要是氢和氦，它们约占总质量的占总质量的98n还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛出的物质出的物质n在地球的形成过程中，由于物质的分化作在地球的形成过程中，由于物质的分化作用，不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质用，不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来，并被太阳光压和太阳抛出的物分离出来，并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部，质带到太阳系的外部，n只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球，并演化为今天的地球原始的地球，并演化为今天的地球n根据
8、估计，地球的形成所需时间约为根据估计，地球的形成所需时间约为1千万年千万年至至1亿年亿年n一种观点认为原始地球是热的，地壳先冷凝一种观点认为原始地球是热的，地壳先冷凝成固体，随时间消逝，大部分热量散失，地成固体，随时间消逝，大部分热量散失，地球内部保存余热球内部保存余热n另一种观点认为原始地球是冷的，在演化过另一种观点认为原始地球是冷的，在演化过程中逐渐变热程中逐渐变热n地球总体上经历了一个由热变冷的阶段地球总体上经历了一个由热变冷的阶段n地球内部又含有热源，这种变冷过程是极其地球内部又含有热源，这种变冷过程是极其缓慢的，直到今天地球仍处于继续变冷的过缓慢的，直到今天地球仍处于继续变冷的过程中
9、程中n2.1 地球内部层圈的形成地球内部层圈的形成n原始地球是均质的固体，主要由硅、氧、铁、原始地球是均质的固体，主要由硅、氧、铁、镁等的化合物组成镁等的化合物组成n地球开始是冷的，由于下列原因逐渐变热地球开始是冷的，由于下列原因逐渐变热n小星体碰撞转换来的热能这种热源可能是地球形成小星体碰撞转换来的热能这种热源可能是地球形成初期的主要形式初期的主要形式n压缩导致温度升高随着地球体积的缩小，内部压力压缩导致温度升高随着地球体积的缩小，内部压力不断增高，重力压缩的结果使地球温度升高。由于不断增高，重力压缩的结果使地球温度升高。由于岩石的导热性差，大部分热能积累起来岩石的导热性差，大部分热能积累起
10、来n放射性元素蜕变时放出的热量，长期积累起来，造放射性元素蜕变时放出的热量，长期积累起来，造成地球升温成地球升温n在地球形成初期，由碰撞、压缩和放射性而产生的热量使地在地球形成初期，由碰撞、压缩和放射性而产生的热量使地球温度达到球温度达到 1000 或更高或更高n地球形成的最初地球形成的最初 10 亿年内，在深度亿年内，在深度 400 800km 范围内，范围内，温度已上升达到铁的熔点温度已上升达到铁的熔点n铁和镍的熔点较硅酸盐低，这时达到熔点首先熔化，形成熔铁和镍的熔点较硅酸盐低，这时达到熔点首先熔化，形成熔融的金属层，同时硅酸盐开始软化，为重力分异作用创造了融的金属层，同时硅酸盐开始软化，
11、为重力分异作用创造了有利条件。有利条件。n比重大的铁、镍形成大的熔滴向地心下沉。降落过程中将释比重大的铁、镍形成大的熔滴向地心下沉。降落过程中将释放出来的重力能转变为热能，使地球出现局部熔融状态放出来的重力能转变为热能，使地球出现局部熔融状态n铁、镍最后向地心集结成为地核铁、镍最后向地心集结成为地核n硅铝、硅镁等较轻物质上浮，冷却而成为原始地壳硅铝、硅镁等较轻物质上浮，冷却而成为原始地壳n二者之间的铁镁硅酸盐组成地幔二者之间的铁镁硅酸盐组成地幔n在长期分异作用下，地核不断加大，地核内热不再散失，致在长期分异作用下，地核不断加大，地核内热不再散失，致使外核保持液体状态使外核保持液体状态n1） 冥
12、古宙地壳冥古宙地壳n目前地球上最古老的岩石为加拿大的阿卡斯达片麻岩（目前地球上最古老的岩石为加拿大的阿卡斯达片麻岩（ 40 亿年），这说明最晚在距今亿年），这说明最晚在距今 40 亿年已经存在由分异作用形亿年已经存在由分异作用形成的地壳成的地壳n冥古宙（冥古宙（ 46 亿亿 38 亿年）地壳特点是从与月球对比获知的亿年）地壳特点是从与月球对比获知的n在月球上，于在月球上，于 46 亿亿 44 亿年间，熔融深度达到亿年间，熔融深度达到 1000km 附近，形成了岩浆海，随着它的冷却，形成了大约附近，形成了岩浆海，随着它的冷却，形成了大约 60km 厚厚的以基性岩为主岩石圈的以基性岩为主岩石圈n地
13、球在冥古宙时比月球更强烈地遭受到陨石的轰击，被岩浆地球在冥古宙时比月球更强烈地遭受到陨石的轰击，被岩浆海覆盖海覆盖n在岩浆海冷却固结时，地壳以基性岩为主，经分异在局部形在岩浆海冷却固结时，地壳以基性岩为主，经分异在局部形成了花岗岩质的原始地壳，并有微弱板块活动成了花岗岩质的原始地壳，并有微弱板块活动n2）太古宙地壳）太古宙地壳n太古宙时（太古宙时（ 38 亿亿 25 亿年）地壳处于早期发展阶亿年）地壳处于早期发展阶段段n在太古宙早期，地壳可能比较薄，大部分为脆弱的在太古宙早期，地壳可能比较薄，大部分为脆弱的以基性岩为主的岩石圈层以基性岩为主的岩石圈层n可能仅在发生板块挤压、俯冲的地区，由于岩浆
14、的可能仅在发生板块挤压、俯冲的地区，由于岩浆的分异作用与岛弧的形成，出现一些孤立的以岛弧形分异作用与岛弧的形成，出现一些孤立的以岛弧形式为主的原始陆壳式为主的原始陆壳n随着岛弧的逐渐增大，板块俯冲作用与岩浆活动也随着岛弧的逐渐增大，板块俯冲作用与岩浆活动也逐渐增强，地幔、地壳物质交换剧烈，使得以中、逐渐增强，地幔、地壳物质交换剧烈，使得以中、酸性为主的陆壳物质不断增长酸性为主的陆壳物质不断增长n2）太古宙地壳）太古宙地壳n同时，火山岛弧被风化、剥蚀下来的碎屑物质，经同时，火山岛弧被风化、剥蚀下来的碎屑物质，经过搬运后沉积在岛弧附近的水域，形成最早的沉积过搬运后沉积在岛弧附近的水域，形成最早的沉
15、积岩，并进一步扩大了陆壳的分布范围岩，并进一步扩大了陆壳的分布范围n由于板块活动和构造运动，又不断使这些早期的火由于板块活动和构造运动，又不断使这些早期的火山岩、侵入岩和沉积岩发生变形、变质和焊接山岩、侵入岩和沉积岩发生变形、变质和焊接n这样不断进行，使得陆壳不断增长，而陆壳由于为这样不断进行，使得陆壳不断增长，而陆壳由于为较轻的物质，它们在俯冲过程中很少被入到地幔中较轻的物质，它们在俯冲过程中很少被入到地幔中n在太古宙中、晚期，地壳上已出现了一些分散的、在太古宙中、晚期，地壳上已出现了一些分散的、孤立的较小古陆或称为陆核孤立的较小古陆或称为陆核n3）元古宙地壳）元古宙地壳n古元古代时（古元古
16、代时（ 25 亿亿 18 亿年），陆核逐渐扩大，地壳的稳亿年），陆核逐渐扩大，地壳的稳定性得以加强定性得以加强n到古元古代末期，地壳上发生广泛的构造运动，一些不同规到古元古代末期，地壳上发生广泛的构造运动，一些不同规模的古陆核发生拼合，形成规模较大的古陆块，许多大陆的模的古陆核发生拼合，形成规模较大的古陆块，许多大陆的雏形就是在该时期形成的雏形就是在该时期形成的n中元古代（中元古代（ 18 亿亿 10 亿年），古陆块又进一步发展，到中亿年），古陆块又进一步发展，到中元古代末期，地球上又发生了一次影响较为广泛的地壳运动元古代末期，地球上又发生了一次影响较为广泛的地壳运动n由于板块的汇聚，大陆和大
17、陆互相碰撞，全球大陆相互联结，由于板块的汇聚，大陆和大陆互相碰撞，全球大陆相互联结，形成一个或极少数量的超大陆形成一个或极少数量的超大陆n进入新元古代（进入新元古代（ 10 亿亿 5.7 亿年），超大陆逐渐分裂、解亿年），超大陆逐渐分裂、解体，出现五个巨型的稳定古陆体，出现五个巨型的稳定古陆n4）显生宙地壳）显生宙地壳 n显生宙（显生宙（ 5.7 亿年今）以来，地壳上的大陆总体亿年今）以来，地壳上的大陆总体上经历了一个分裂上经历了一个分裂 聚合聚合 再分裂的历史再分裂的历史n早期分裂的历史是从新元古代延续到早古生代的早期分裂的历史是从新元古代延续到早古生代的n到到 5.1 亿年前后，古冈瓦纳大
18、陆（主要由南美、非亿年前后，古冈瓦纳大陆（主要由南美、非洲、南极洲、澳洲和印度组成）相对较为完整，而洲、南极洲、澳洲和印度组成）相对较为完整，而北美、欧洲和亚洲大陆则相距甚远北美、欧洲和亚洲大陆则相距甚远n在距今在距今 5.1 亿亿 3.8 亿年之间，欧洲与北美之间的亿年之间，欧洲与北美之间的古大西洋关闭，并形成阿巴拉契亚古大西洋关闭，并形成阿巴拉契亚 - 加里东褶皱山加里东褶皱山系系n距今距今 3.8 亿亿 3.4 亿年之间，已拼接的欧洲亿年之间，已拼接的欧洲 - 北美北美大陆与古冈瓦大陆和亚洲大陆的距离逐渐缩短大陆与古冈瓦大陆和亚洲大陆的距离逐渐缩短n4）显生宙地壳）显生宙地壳 n距今距今
19、 3.4 亿亿 2.25 亿年之间（晚古生代晚期），欧亿年之间（晚古生代晚期），欧洲洲 - 北美大陆和亚洲大陆碰撞，形成乌拉尔山脉，北美大陆和亚洲大陆碰撞，形成乌拉尔山脉，并构造巨大的北方古陆并构造巨大的北方古陆 劳亚古陆，北美和非洲劳亚古陆，北美和非洲之间的大洋闭合，使劳亚古陆与冈瓦纳古陆相连，之间的大洋闭合，使劳亚古陆与冈瓦纳古陆相连，形成泛大陆即联合古陆，两者之间为特提斯海形成泛大陆即联合古陆，两者之间为特提斯海n距今距今 2 亿亿 1.8 亿年之间，联合古陆又开始逐渐发亿年之间，联合古陆又开始逐渐发生分裂，首先从北大西洋南部和古地中海西部开始生分裂，首先从北大西洋南部和古地中海西部开始
20、分裂，继而南美分裂，继而南美 - 非洲与冈瓦纳大陆其余部分分裂，非洲与冈瓦纳大陆其余部分分裂，印度与澳大利亚印度与澳大利亚 - 南极洲分裂南极洲分裂n4）显生宙地壳）显生宙地壳 n距今距今 1.8 亿亿 1.35 亿年，海底不断扩张使大西洋北亿年，海底不断扩张使大西洋北部和印度洋扩展开来，南美与非洲之间也开始分裂，部和印度洋扩展开来，南美与非洲之间也开始分裂，而特提斯海不断闭合而特提斯海不断闭合n到到 0.65 亿年前，南大西洋已经展宽，北大西洋继续亿年前，南大西洋已经展宽，北大西洋继续向北扩展，特提斯海几乎闭合，印度继续北移向北扩展，特提斯海几乎闭合，印度继续北移n0.65 亿年以来，大西洋
21、中脊进入北冰洋，澳大利亚亿年以来，大西洋中脊进入北冰洋，澳大利亚从南极大陆分裂并向北漂移，印度与欧亚大陆碰撞从南极大陆分裂并向北漂移，印度与欧亚大陆碰撞形成喜马拉雅山脉，现今海陆格局最终形成形成喜马拉雅山脉，现今海陆格局最终形成n旋转椭球体，旋转椭球体，6370kmn圈层构造圈层构造n外圈层构造外圈层构造n大气圈、水圈、生物圈大气圈、水圈、生物圈n内圈层构造内圈层构造n地壳（莫霍面地壳（莫霍面,16km）n陆地平均陆地平均35km，海洋平均，海洋平均6kmn地幔（古登堡面地幔（古登堡面 2898km） n铬、铁、镍、二氧化硅铬、铁、镍、二氧化硅（83%）n地核（铁、硅、镍）地核（铁、硅、镍）n
22、1）大气圈）大气圈n是因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层，是地球是因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层，是地球最外部的一个圈层最外部的一个圈层n大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质条件，也大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质条件，也是使地表保持恒温和水分的保护层，同时也是促进地是使地表保持恒温和水分的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介表形态变化的重要动力和媒介n大气的热量分布状况是产生各种大气现象和过程的根大气的热量分布状况是产生各种大气现象和过程的根本原因本原因n气温都是从低纬度地区向两极递减气温都是从低纬度地区向两极递减n等温线的分布并不完全与纬线平行等温线的分布并不完
23、全与纬线平行n气温分布除了主要受太阳辐射的影响外，还与大气运气温分布除了主要受太阳辐射的影响外，还与大气运动、地面状况等因素有密切关系动、地面状况等因素有密切关系n2）水圈）水圈n指由地球表层水体所构成的连续圈层指由地球表层水体所构成的连续圈层n水是组成自然界最重要的物质之一，是一切生水是组成自然界最重要的物质之一，是一切生物生存必不可少的物质条件，对地球表层环境物生存必不可少的物质条件，对地球表层环境的形成和改造起到重要的作用的形成和改造起到重要的作用n水圈的总质量为水圈的总质量为 166.4 亿亿吨，总体亿亿吨，总体 积积 3.9 亿立方公里亿立方公里n陆地水和海洋水是水圈的两大组成部分陆
24、地水和海洋水是水圈的两大组成部分n陆地水在体积上和质量上虽然比海洋水小得多，陆地水在体积上和质量上虽然比海洋水小得多，但它们广泛分布于陆地上，对陆地地形的改变但它们广泛分布于陆地上，对陆地地形的改变起着重要作用起着重要作用n3）生物圈）生物圈n指地球表层由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层，指地球表层由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层， 是地球上生物生存和活动的范围，是地球上生物生存和活动的范围， 是地球上所有生物及其生是地球上所有生物及其生存环境的总称存环境的总称n它同大气圈、水圈和岩石圈的表层相互渗透、相互影响、相它同大气圈、水圈和岩石圈的表层相互渗透、相互影响、相互交错分布，它
25、们之间没有一条绝然的分界线互交错分布，它们之间没有一条绝然的分界线n生物圈所包括的范围是以生物存在和生命活动为标准的生物圈所包括的范围是以生物存在和生命活动为标准的n从地表以下从地表以下 3km 到地表以上到地表以上 10 多公里的高空以及深海的海多公里的高空以及深海的海底都属于生物圈的范围底都属于生物圈的范围n生物圈中的生物圈中的 90 以上的生物都活动在地表到以上的生物都活动在地表到 200m 高空以高空以及从水面到水下及从水面到水下 200m 的水域空间内的水域空间内n生物圈的总质量约生物圈的总质量约 114800 吨，生物的分布很广但不均匀吨，生物的分布很广但不均匀n生物圈的化学成分极
26、其丰富，其中最主要的是氧、碳、氢、生物圈的化学成分极其丰富，其中最主要的是氧、碳、氢、氮，其次为为钙、钾、硅、镁氮，其次为为钙、钾、硅、镁n1）地壳）地壳n地壳是莫霍面以上的地球表层地壳是莫霍面以上的地球表层n其厚度变化在其厚度变化在 5 70km 之间之间n其中大陆地区厚度较大，平均约为其中大陆地区厚度较大，平均约为 33km ；大洋地；大洋地区厚度较小，平均约区厚度较小，平均约 7kmn总体的平均厚度约总体的平均厚度约 16km ，约占地球半径的，约占地球半径的 1/400 ，占地球总体积的占地球总体积的 1.55 ，占地球总质量的，占地球总质量的 0.8 n地壳物质的密度一般为地壳物质的
27、密度一般为 2.6 2 .9g /cm 3 ，其上部，其上部密度较小，向下部密度增大密度较小，向下部密度增大n地壳为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质地壳为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类岩三大岩类n2）莫霍面（）莫霍面（Moho discontinuity）n该不连续面是该不连续面是 1909 年由前南斯拉夫学者莫霍洛维奇发现年由前南斯拉夫学者莫霍洛维奇发现n其出现的深度在大陆之下平均为其出现的深度在大陆之下平均为 33km ，在大洋之下平均，在大洋之下平均为为 7km n莫霍面以上的地球表层称为地壳（莫霍面以上的地球表层称为地壳（crust）n3）软流圈（）软流圈（
28、asthenosphere）n出现的深度一般介于出现的深度一般介于 60 250km 之间，接近地幔的顶部之间，接近地幔的顶部n上、下没有明显的界面，埋深在横向上是起伏不平的，厚度上、下没有明显的界面，埋深在横向上是起伏不平的，厚度在不同地区也有较大变化在不同地区也有较大变化n软流圈的温度可达软流圈的温度可达 700 1300 ，已接近超基性岩在该，已接近超基性岩在该压力下的熔点温度压力下的熔点温度n软流圈物质已接近熔融的临界状态，成为岩浆的重要发源地软流圈物质已接近熔融的临界状态，成为岩浆的重要发源地n软流圈之上的地球部分被称为岩石圈软流圈之上的地球部分被称为岩石圈（lithosphere
29、）n4）地幔）地幔 n地球的莫霍面以下、古登堡面（深地球的莫霍面以下、古登堡面（深 2885km ）以）以上的中间部分上的中间部分n其厚度约其厚度约 2850km ，占地球总体积的，占地球总体积的 82.3 ，占，占地球总质量的地球总质量的 67.8 ，是地球的主体部分，是地球的主体部分n地幔主要由固态物质组成地幔主要由固态物质组成n以以 650km 深处为界，地幔分为上地幔和下地幔两深处为界，地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层个次级圈层n4）地幔）地幔 n上地幔上地幔n上地幔的平均密度为上地幔的平均密度为 3.5g /cm 3 ，与石陨石相当，与石陨石相当n从火山喷发和构造运动从上地幔上部带
30、出来的深部物质从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看，也均为超基性岩来看，也均为超基性岩n上地幔由相当于超基性岩的物质组成，其主要的矿物成上地幔由相当于超基性岩的物质组成，其主要的矿物成分可能为橄榄石，有一部分为辉石与石榴子石，这种推分可能为橄榄石，有一部分为辉石与石榴子石，这种推测的地幔物质被称为地幔岩测的地幔物质被称为地幔岩n上地幔上部存在一个软流圈，约从上地幔上部存在一个软流圈，约从 60km 延伸到延伸到 250km 左右左右n软流圈的熔融物质可能仅占软流圈的熔融物质可能仅占 1 10 ，熔融物质散，熔融物质散布于固态物质之间，使软流圈具较强的塑性或流动性布于固态物质之间
31、，使软流圈具较强的塑性或流动性n4）地幔）地幔 n下地幔下地幔n平均密度为平均密度为 5.1g /cm3 ，n经受着强大的地内压力作用，使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解经受着强大的地内压力作用，使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解成为成为 FeO 、 MgO 、 SiO2 和和 Al2O3 等简单的氧化物等简单的氧化物n与上地幔相比，其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对与上地幔相比，其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加（或增加（或 Fe/Mg 的比例增大）。由于压力随深度的增大，物质密度的比例增大）。由于压力随深度的增大，物质密度逐渐增加逐渐增加n古登堡（古登堡（Gut
32、enberg discontinuity）n该不连续面是该不连续面是 1914 年由美国地球物理学家古登堡发现年由美国地球物理学家古登堡发现n位于地下位于地下 2885km 的深处的深处n古登堡面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔（古登堡面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔（mantle）n古登堡面以下到地心之间的地球部分称为地核（古登堡面以下到地心之间的地球部分称为地核（core）n4）地核）地核n地核是地球内部古登堡面至地心的部分，其体积占地核是地球内部古登堡面至地心的部分，其体积占地球总体积的地球总体积的 16.2 ，质量却占地球总质量的，质量却占地球总质量的 31.3 ，地核的密度达，
33、地核的密度达 9.98 12 .5g /cm3n根据地震波的传播特点可将地核进一步分为三层根据地震波的传播特点可将地核进一步分为三层n外核（深度外核（深度 2885 4170km ）推测其为液态）推测其为液态n过渡层（过渡层（ 4170 5155km ）液体）液体 固体的过渡状态固体的过渡状态n内核（内核（ 5155km 至地心）固态至地心）固态n地核应主要由铁、镍物质组成地核应主要由铁、镍物质组成n近年来的进一步研究还发现，在地核的高压下，纯近年来的进一步研究还发现，在地核的高压下，纯铁、镍的密度略显偏高，推测地核最合理的物质组铁、镍的密度略显偏高，推测地核最合理的物质组成应是铁、镍及少量的
34、硅、硫等轻元素组成的合金成应是铁、镍及少量的硅、硫等轻元素组成的合金n1）大洋地壳（）大洋地壳（oceanic crust ）n主要分布在大陆坡以外的海水较深的大洋地区主要分布在大陆坡以外的海水较深的大洋地区n大洋地壳厚度较薄，一般为大洋地壳厚度较薄，一般为 5 10km，在一些洋，在一些洋隆或海山地区可达隆或海山地区可达 10km 以上以上n厚度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势厚趋势n大洋地壳的结构比较一致，从上到下可分为大洋地壳的结构比较一致，从上到下可分为n层层 1 或称沉积层或称沉积层n层层 2 或称玄武岩层或称玄武岩层n层层
35、3 或称大洋层或称大洋层n1）大洋地壳（）大洋地壳（oceanic crust ）n沉积层沉积层n为未固结或弱固结的大洋沉积物，厚度具有变化为未固结或弱固结的大洋沉积物，厚度具有变化n一般在洋中脊的轴部地区缺失该层一般在洋中脊的轴部地区缺失该层n由洋中脊向两侧到海沟或大陆坡坡脚处厚度逐渐增大由洋中脊向两侧到海沟或大陆坡坡脚处厚度逐渐增大n该层一般厚几百米，物质的平均密度为该层一般厚几百米，物质的平均密度为2.3g/cm3n玄武岩层玄武岩层n主要为玄武岩组成，有时夹有少量沉积岩主要为玄武岩组成，有时夹有少量沉积岩n玄武岩常具有枕状构造，它是由于熔岩在厚厚的海水层之玄武岩常具有枕状构造，它是由于熔
36、岩在厚厚的海水层之下溢散时，因压力较大，使其无法起泡并快速冷却收缩而下溢散时，因压力较大，使其无法起泡并快速冷却收缩而形成的一种椭球状外形形成的一种椭球状外形n该层的厚度变化较大，一般在该层的厚度变化较大，一般在0.52 .5km之间，物质的之间，物质的密度为密度为2.552 .65g/cm3n1）大洋地壳（）大洋地壳（oceanic crust ）n大洋层大洋层n物质可能主要为变质的玄武岩、辉长岩及蛇纹岩物质可能主要为变质的玄武岩、辉长岩及蛇纹岩n厚度从大洋中脊向两侧有规律地增加，一般厚度厚度从大洋中脊向两侧有规律地增加，一般厚度3 5km，物质的密度为，物质的密度为2.683g/cm3 n
37、大洋层以下进入上地幔，一般认为主要由橄榄岩组大洋层以下进入上地幔，一般认为主要由橄榄岩组成，密度为成，密度为 3.3g/cm3 n洋壳的厚度变化较小，物质成分主要相当于基性岩洋壳的厚度变化较小，物质成分主要相当于基性岩n物质的平均密度较陆壳大，约为物质的平均密度较陆壳大，约为2.82 .9g/cm3 n洋壳内部的岩石变形程度较弱，具有较统一的刚性洋壳内部的岩石变形程度较弱，具有较统一的刚性性质性质n洋壳形成的年代较新，一般形成于距今洋壳形成的年代较新，一般形成于距今 2 亿年亿年n2）大陆地壳）大陆地壳n大陆地壳的厚度较大，平均厚度约大陆地壳的厚度较大，平均厚度约 33km ，在某些，在某些高
38、山地区可厚达高山地区可厚达 70km ，在较薄的地方有时仅，在较薄的地方有时仅 25km 左右左右n大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很强的不大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很强的不均一性均一性n由上向下亦可分为由上向下亦可分为 n上地壳上地壳n中地壳中地壳n下地壳下地壳n2）大陆地壳）大陆地壳n上地壳上地壳n一般厚一般厚1015km ，主要由沉积岩和变质岩组成，其中常，主要由沉积岩和变质岩组成，其中常侵入或穿插着一些来自下部层位的花岗岩和混合岩体侵入或穿插着一些来自下部层位的花岗岩和混合岩体n物质的平均化学成分接近中物质的平均化学成分接近中 酸性岩，大致与花岗闪长岩酸性岩，大致与花岗闪
39、长岩相当，物质的密度约为相当，物质的密度约为 2.52 .7g/cm3n中地壳中地壳n一般厚一般厚 510km ，横向厚度变化大，各地区厚度不一，横向厚度变化大，各地区厚度不一n该层主要由混合岩、花岗岩及糜棱岩等岩石组成，其平均该层主要由混合岩、花岗岩及糜棱岩等岩石组成，其平均化学成分接近于酸性岩，与花岗岩相当，其密度约为化学成分接近于酸性岩，与花岗岩相当，其密度约为2.72 .8g/cm3 n岩石中的含水性一般较下地壳强，并且其温度和压力又较岩石中的含水性一般较下地壳强，并且其温度和压力又较上地壳高，其岩石常表现出较强的塑性流变特征上地壳高，其岩石常表现出较强的塑性流变特征n2）大陆地壳）大
40、陆地壳n下地壳下地壳n一般厚一般厚1020km ，可能主要为麻粒岩、角闪岩及片麻岩，可能主要为麻粒岩、角闪岩及片麻岩组成，其中常散布着一些中、酸性的岩浆岩体，并可能穿组成，其中常散布着一些中、酸性的岩浆岩体，并可能穿插着较多的基性岩脉插着较多的基性岩脉n下地壳物质的总体化学成分可能为中性，但略偏基性，相下地壳物质的总体化学成分可能为中性，但略偏基性，相当于基性成分较高的闪长岩成分当于基性成分较高的闪长岩成分n该层物质的密度约为该层物质的密度约为2.82.9g/cm3n陆壳厚度变化大，结构复杂，物质成分相当于中酸陆壳厚度变化大，结构复杂，物质成分相当于中酸性岩，物质平均密度较洋壳小，约为性岩，物
41、质平均密度较洋壳小，约为2.72.8g/cm3 n陆壳内岩石变形强烈，形成年代较老，演化时间漫陆壳内岩石变形强烈，形成年代较老，演化时间漫长长n格陵兰的古老片麻岩年龄达格陵兰的古老片麻岩年龄达 36 亿亿 40 亿亿 a 左右左右n陆壳自地球形成的早期便开始发育，并一直演化至陆壳自地球形成的早期便开始发育，并一直演化至今。今。 n元素的克拉克值元素的克拉克值nO_49.52%； Si_25.75%； Al_7.51%；Fe_ 4.70%； Ca_3.29 %； Na_2.64%；K_2.40%； Mg_1.94%； H_0.88%；其；其他他1.37%n4.1 绝对年代（同位素年代）绝对年代（
42、同位素年代）n根据岩石中放射性元素蜕变产物的含量计算出根据岩石中放射性元素蜕变产物的含量计算出来的来的n如寒武纪的下限为如寒武纪的下限为600Ma，延续时间为，延续时间为100Ma。地球的形成有。地球的形成有4600Ma以上的历史，以上的历史，目前已发现的地壳中的最古老地层的绝对年龄目前已发现的地壳中的最古老地层的绝对年龄约约3800Ma左右左右n南美洲圭亚那的古老角闪岩的年龄为南美洲圭亚那的古老角闪岩的年龄为41.301.7亿亿an格陵兰的古老片麻岩的年龄为格陵兰的古老片麻岩的年龄为 36亿亿40 亿亿 an非洲阿扎尼亚的片麻岩的年龄为非洲阿扎尼亚的片麻岩的年龄为 38.71.1亿亿 a n
43、4.1 绝对年代（同位素年代）绝对年代（同位素年代）n铀（钍）铀（钍） 铅法主要用以测定较古老岩石的地质年龄铅法主要用以测定较古老岩石的地质年龄n钾钾 氩法的有效范围大，几乎可以适用于绝大部分地质时间氩法的有效范围大，几乎可以适用于绝大部分地质时间n14 C 法由于其同位素的半衰期短，它一般只适用于法由于其同位素的半衰期短，它一般只适用于 5 万万 a 以来以来的年龄测定的年龄测定n4.2 相对年代相对年代n表示地层相对新老关系的时代顺序表示地层相对新老关系的时代顺序n如某地层的相对时代为奥陶纪，则说明其形成如某地层的相对时代为奥陶纪，则说明其形成时期晚于寒武纪，而早于志留纪时期晚于寒武纪，而
44、早于志留纪n地层层序率地层层序率 n 叠置原理：下老上新叠置原理：下老上新n 原始水平原理：原始的沉积均为水平或近于水平原始水平原理：原始的沉积均为水平或近于水平n 原始侧向连续原理：沿水平方向逐渐消失或过度原始侧向连续原理：沿水平方向逐渐消失或过度到其他成分到其他成分n4.2 相对年代相对年代n切割率切割率 n新的侵入岩切割老的侵入岩（对侵入岩而言）。新的侵入岩切割老的侵入岩（对侵入岩而言）。 n生物层序率生物层序率 n 地层越老，所含生物越简单，反之亦然地层越老，所含生物越简单，反之亦然n 不同时代的地层有不同的化石组合不同时代的地层有不同的化石组合n化石化石 n埋藏在沉积物中的古代生物的
45、遗体和遗迹，例如动、埋藏在沉积物中的古代生物的遗体和遗迹，例如动、植物的骨、牙、根、茎、叶等，动物的足迹、粪便、植物的骨、牙、根、茎、叶等，动物的足迹、粪便、蛋等等蛋等等n1）沉积岩相对地质）沉积岩相对地质年代的确定年代的确定n层序层序n岩性岩性n接触关系接触关系n角度不整合角度不整合n平行不整合平行不整合n古生物化石古生物化石n2）岩浆岩相对地）岩浆岩相对地质年代的确定质年代的确定n接触关系接触关系n侵入接触侵入接触n沉积接触沉积接触n穿插构造穿插构造ABC41325整合平行不整合角度不整合n侵侵入入接接触触n沉沉积积接接触触n依据依据n地壳运动地壳运动n生物演变生物演变n宙、代、纪、世是国
46、际性的地质年代单宙、代、纪、世是国际性的地质年代单位，适用于全世界位，适用于全世界n期和时是区域性的地质年代单位，适用期和时是区域性的地质年代单位，适用于大区域。于大区域。阶阶统统系系界界宇宇时时时代时代期期世世纪纪代代宙宙地质年代单位与年代地层单位地质年代单位与年代地层单位n隐生宙时期所形成的地层叫隐生宇隐生宙时期所形成的地层叫隐生宇n显生宙时期所形成的地层叫显生宇显生宙时期所形成的地层叫显生宇n太古代时期所形成的地层叫太古界地层太古代时期所形成的地层叫太古界地层n寒武纪时期形成的地层叫寒武系地层寒武纪时期形成的地层叫寒武系地层n地质年代共分五地质年代共分五个代个代n1）太古代）太古代n2）
47、元古代）元古代n3）古生代）古生代n4）中生代）中生代n5）新生代）新生代n古生代分六个纪古生代分六个纪n寒武纪寒武纪n奥陶纪奥陶纪n志留纪志留纪n泥盆纪泥盆纪n石炭纪石炭纪n二叠纪二叠纪n中生代分三个纪中生代分三个纪n三叠纪三叠纪n侏罗纪侏罗纪n白垩纪白垩纪n新生代分三个纪新生代分三个纪n早第三纪早第三纪n晚第三纪晚第三纪n第四纪第四纪相对年代相对年代绝对年龄 （ 百绝对年龄 （ 百万年）万年）主要构造运动主要构造运动 我国地史简要特征我国地史简要特征宙宙代代纪纪世世 -2或或3-12-25-40-60-70- -135- -180- -225- -270- -350- -400- -440
48、- -500- -600-800-2500-4000-4 600 -喜马拉雅喜马拉雅-运动运动 -燕山运动燕山运动- -印支运动印支运动- -海西运动海西运动- -加里东运动加里东运动- -蓟县运动蓟县运动- -吕梁运动吕梁运动-五台运动五台运动- 显显 生生 宙宙新生代新生代（Kz）第四纪（第四纪（Q）全新世（全新世（Q4）更新世（更新世（Q3） （Q2） （Q1）第第三三纪纪（R）晚第三纪晚第三纪上新世（上新世（N2）中新世（中新世（N1） 我国大陆轮廓基本形成。台湾我国大陆轮廓基本形成。台湾 、喜山形成。为、喜山形成。为重要的成煤期，有主要的含油地层。重要的成煤期，有主要的含油地层。哺乳
49、动物和被子植物繁盛。哺乳动物和被子植物繁盛。早第三纪早第三纪渐新世（渐新世（E3）始新世（始新世（E2）古新世（古新世（E1）中生代中生代（Mz）白垩纪（白垩纪（K）白垩纪（白垩纪（K2） 早白垩世（早白垩世（K1）侏罗纪（侏罗纪（J）晚侏罗世（晚侏罗世（J3）中侏罗世（中侏罗世（J2）早侏罗世（早侏罗世（J1）三叠纪（三叠纪（T）晚三叠世（晚三叠世（T3）中三叠世（中三叠世（T2）早三叠世（早三叠世（T1）古古生生代代（Pz）晚晚古古生生代代（Pz2）二叠纪（二叠纪（P）晚二叠世（晚二叠世（P2） 早二叠世（早二叠世（P1）石炭纪（石炭纪（C） 晚石炭世（晚石炭世（C3）中石炭世（中石炭世（
50、C2）早石炭世（早石炭世（C1）泥盆纪（泥盆纪（D）晚泥盆世（晚泥盆世（D3）中泥盆世（中泥盆世（D2）早泥盆世（早泥盆世（D1）早早古古生生代代（Pz1）志留纪（志留纪（S）晚志留世（晚志留世（S3） 中志留世（中志留世（S2）元古代地层在我国分布广元古代地层在我国分布广,发育全发育全,厚度大厚度大,出露好出露好.华北华北地区主要为未变质或浅变质的海相硅镁质碳酸盐岩及地区主要为未变质或浅变质的海相硅镁质碳酸盐岩及碎屑岩类夹火山岩碎屑岩类夹火山岩.华南地区下部以陆相红色碎屑岩河华南地区下部以陆相红色碎屑岩河湖相沉积为主湖相沉积为主,上部以浅海相沉积为主上部以浅海相沉积为主,含冰碛物为特征含冰碛
